光纜線路工程設(shè)計培訓001--光纖基本知識

1、線路專業(yè)委員會光纜線路工程設(shè)計培訓武漢鑫四方通信工程有限公司企業(yè)培訓部線路專業(yè)委員會總體培訓目標總體培訓目標 有概念 代查勘（可研、初設(shè)） 協(xié)助完成本地網(wǎng)傳輸線路工程設(shè)計的組網(wǎng)方案2線路專業(yè)委員會光傳輸線路基本知識光傳輸線路基本知識提綱提綱 傳輸線路在通信網(wǎng)中所處的位置 光纖通信原理 光傳輸線路系統(tǒng)構(gòu)成 光傳輸線路工程主要設(shè)計任務(wù)及階段劃分 常用線路器材介紹 設(shè)計規(guī)范介紹3線路專業(yè)委員會傳輸線路在通信網(wǎng)中所處的位置（）傳輸線路在通信網(wǎng)中所處的位置（）交換網(wǎng)傳輸網(wǎng)移動網(wǎng)接入網(wǎng) 按功能分 按性質(zhì)分 業(yè)務(wù)網(wǎng) 支撐網(wǎng) 按范圍分 國際網(wǎng) 長途網(wǎng) 本地網(wǎng) 通信網(wǎng)的分類4線路專業(yè)委員會傳輸線路在通信網(wǎng)中所處

2、的位置傳輸線路在通信網(wǎng)中所處的位置( () )接入網(wǎng)長途傳輸網(wǎng)本地傳輸網(wǎng)接入網(wǎng)本地傳輸網(wǎng)通信網(wǎng)5線路專業(yè)委員會傳輸線路在通信網(wǎng)中所處的位置傳輸線路在通信網(wǎng)中所處的位置(3)(3)長途網(wǎng)長途網(wǎng) 城市骨干網(wǎng)城市骨干網(wǎng) 接入網(wǎng)接入網(wǎng) 終端設(shè)備終端設(shè)備6線路專業(yè)委員會光纖通信原理光纖通信原理提綱提綱 光纖通信發(fā)展簡史 光纖通信的本質(zhì) 光纖通信特點 光纖的結(jié)構(gòu) 光纖的分類 光纖的導光原理 單模光纖主要特性參數(shù) 光纖的種類 光纜的結(jié)構(gòu) 光纜的種類 光纖光纜的選用原則7線路專業(yè)委員會光纖通信原理光纖通信原理光纖通信簡史光纖通信簡史1966年，高錕提出光通信概念1970年，實驗室制出第一條多模光纖，衰耗為20

3、dB/KM1976年，發(fā)現(xiàn)1310和1550兩個低衰耗窗口1980年，光纖在1550窗口的衰減系數(shù)已降到0.2dB/KM1981年，光纖通信開始大規(guī)模商用，速率從45M-目前的400Gb/s8線路專業(yè)委員會光纖通信原理光纖通信原理光纖傳輸?shù)谋举|(zhì)光纖傳輸?shù)谋举|(zhì) 屬于有線通信 以光波為載波，以光導纖維為介質(zhì)的通信方式9線路專業(yè)委員會光纖通信原理光纖通信原理光纖通信特點光纖通信特點優(yōu)點 頻帶寬，容量大 傳輸衰減小，距離遠 信號干擾小，質(zhì)量好 保密性好 原料豐富 尺寸小，重量輕缺點l脆弱l敷設(shè)安裝不方便l不能傳輸電能10線路專業(yè)委員會光纖通信原理光纖通信原理光纖的結(jié)構(gòu)光纖的結(jié)構(gòu)(1)(1)通信用光纖的

4、主要成分是高純度石英，摻雜劑用于改變折射率。通信用光纖的主要成分是高純度石英，摻雜劑用于改變折射率。纖芯包層一次涂敷層（硅酮樹脂或聚氨基甲酸乙脂）1.5cm125um9-50um二次涂敷層（尼龍或聚乙烯）（增加機械性能和彎曲性）11線路專業(yè)委員會光纖通信原理光纖通信原理光纖的結(jié)構(gòu)光纖的結(jié)構(gòu)(2)(2) 二次涂覆的保護結(jié)構(gòu)（了解） 緊套結(jié)構(gòu)： 光纖和套管之間有一個緩沖層，目的為減少外面應(yīng)力對光纖的作用，它結(jié)構(gòu)簡單，使用方便。 松套結(jié)構(gòu)： 將一次涂覆后的光纖放在一個管子中，管中填充油膏，形成松套結(jié)構(gòu)，它機械性能好，放水性能好，便于成纜。12線路專業(yè)委員會光纖通信原理光纖通信原理光纖的分類（光纖的分

5、類（1 1）l 按折射率分：階躍光纖、漸變光纖（了解）rn(r)n1n2d1d2rn(r)n1n2d1d213線路專業(yè)委員會光纖通信原理光纖通信原理光纖的分類（光纖的分類（2 2） 按波長分（了解） 長波光纖（1310nm和1550nm）、短波光纖（600-900nm）(nm)(dB)600-900 1310 155014線路專業(yè)委員會光纖通信原理光纖通信原理光纖的分類（光纖的分類（3 3）l按傳輸模式分：多模光纖、單模光纖多模光纖（1）在一定工作波長下，光纖中存在著多各傳播模式。（2）芯徑為5075um,包層直徑為100200um。（3）帶寬較窄，傳輸距離及容量有限，一般用于短距離傳輸。（4

6、）價格低廉。單模光纖（1）光纖的幾何尺與光波長相比擬，光纖只允許一種模式（基模HE11）在其中傳播，其余的高次模全部截止。（2）纖徑為410um。（3）避免了模間色散，傳輸帶很寬，傳輸容量及距離很大，適用于大容量、長距離傳輸。15線路專業(yè)委員會光纖通信原理光纖通信原理- -光纖的導光原理（光纖的導光原理（1 1） 全反射原理根據(jù)光的折射定律：根據(jù)光的折射定律：n n1 1SinSin1 1：n n2 2SinSin2 2 16線路專業(yè)委員會光纖通信原理光纖通信原理- -光纖的導光原理（光纖的導光原理（2 2） 17線路專業(yè)委員會光纖通信光纖通信原理原理- -單模光纖主要特性參數(shù)（單模光纖主要特

7、性參數(shù)（1 1） 衰耗 a 色度色散 D（） 了解 模場直徑 d 截止波長 c 偏振模色散 PMD18線路專業(yè)委員會光纖通信原理光纖通信原理- -單模光纖的特性參數(shù)單模光纖的特性參數(shù)(2)(2)（1）衰耗衰耗散射本征吸收雜質(zhì)吸收紫外吸收帶 0.12 m 1 m紅外吸收帶 9m,12.5 m瑞麗散射結(jié)構(gòu)散射41/吸收19線路專業(yè)委員會光纖通信原理光纖通信原理- -單模光纖的特性參數(shù)單模光纖的特性參數(shù)(3)(3)用衰減系數(shù)來表示損耗，其單位是用衰減系數(shù)來表示損耗，其單位是dB/km0.10.20.30.40.50.61600170014001300120015001100波波 長長(nm)衰衰 減

8、減 (dB/km)20線路專業(yè)委員會光纖通信原理光纖通信原理- -單模光纖主要特性參數(shù)單模光纖主要特性參數(shù)(4)(4)（2）色度色散 輸輸 入入 脈脈 沖沖 輸輸 出出 脈脈 沖沖 種類：色度色散波導色散多模光纖由二氧化硅引起由波導結(jié)構(gòu)引起模間色散材料色散21線路專業(yè)委員會光纖通信原理光纖通信原理- -單模光纖主要特性參數(shù)單模光纖主要特性參數(shù)(5)(5) （2）色度色散曲線1600170014001300120015001100Wavelength (nm) 20 10 0-10-20Dispersion (ps/nm.km)22線路專業(yè)委員會光纖通信原理光纖通信原理- -單模光纖主要特性參數(shù)

9、單模光纖主要特性參數(shù)(6)(6)（3）模長直徑（了解）0 00I0radius0.135 I0 描述光強被束縛范圍的物理量，單模光纖接受端面上基模光斑的直徑。描述光強被束縛范圍的物理量，單模光纖接受端面上基模光斑的直徑。23線路專業(yè)委員會光纖通信原理光纖通信原理- -單模光纖主要特性參數(shù)單模光纖主要特性參數(shù)(7)(7)（4）截止波長c（了解）能使光纖實現(xiàn)單模傳輸?shù)淖钚」ぷ鞴獠úㄩL。24線路專業(yè)委員會光纖通信原理光纖通信原理- -單模光纖主要特性參數(shù)單模光纖主要特性參數(shù)(8)(8)（5）偏振模色散PMD（了解）理想光纖理想光纖實際光纖實際光纖快軸快軸慢軸慢軸PMD = 時間延遲時間延遲25線路專

10、業(yè)委員會光纖通信原理光纖通信原理- -單模光纖主要特性參數(shù)單模光纖主要特性參數(shù)(9)(9)（5）偏振模色散內(nèi)在因素內(nèi)在因素幾何尺寸幾何尺寸應(yīng)力應(yīng)力應(yīng)力應(yīng)力彎曲彎曲扭轉(zhuǎn)扭轉(zhuǎn)外在因素外在因素典型值：典型值：0.05ps/km鏈路設(shè)計值：鏈路設(shè)計值：0.5ps/km26線路專業(yè)委員會光纖通信原理光纖通信原理- -單模光纖主要特性參數(shù)單模光纖主要特性參數(shù)(10)(10)使用ITUT G.652使用ITUT G.655所推薦的單模光纖所推薦的單模光纖標稱值8.89.5um之間取一定值8.011um之間取一定值偏 差不超過0.5um不超過取定值的0.6um標稱值125um125um偏 差不超過1.0um不

11、超過1.0umcc1260nmcc1470nm最大值為0.36dB/Km在12881339nm波長范圍內(nèi)，任一 波 長 上 光 纖 的 衰 減 系 數(shù) 與1310nm波長上的衰減系數(shù)相比，其差值不超過0.03dB/Km。最大值為0.23dB/Km最大值為0.22dB/Km在14801580nm波長范圍內(nèi)，任一 波 長 上 光 纖 的 衰 減 系 數(shù) 與1550nm波長上的衰減系數(shù)相比，其差值不超過0.03dB/Km。在15251575nm波長范圍內(nèi)，最大衰減與1550nm波長的衰減相比，其差值不超過0.05dB/Km。1300 1339 范 圍 內(nèi) 不 大 于3.5ps/nm.Km1271 1

12、360 范 圍 內(nèi) 不 大 于5.3ps/nm.Km1550nm波長不大于18ps/nm.Km在15301565nm范圍內(nèi)，最小值應(yīng)不小于1.0ps/nm.Km，最大值應(yīng)不大于6.0ps/nm.Km13001324nm0.093ps/(nm2Km)0.1ps/nm2.Km0.3ps/Km1/2 nm在 1550nm 波 長 范 圍 內(nèi) 0.3ps/Km1/2 nm參 數(shù)指 標光纖零色散波長范圍為截止波長1310nm波長最大值為0.36dB/Km最大零色散斜率偏振模色散系數(shù)1550nm波長1310nm波長光纖衰減光纖色散模場直徑包層直徑27線路專業(yè)委員會光纖通信原理光纖通信原理- -光纖的種類光

13、纖的種類(1)(1)28線路專業(yè)委員會光纖通信光纖通信原理原理- -光纖的種類光纖的種類(2)(2)G.652G.652光纖光纖： 1310nm1310nm性能最佳性能最佳, ,應(yīng)用最廣泛。應(yīng)用最廣泛。 具有具有1310nm1310nm和和1550nm1550nm兩個低耗窗口，零色散點位于兩個低耗窗口，零色散點位于1310nm1310nm處。處。AB降低PMDq（0.5-0.2）增加對1625的衰減要求常規(guī)光纖常規(guī)光纖CDboth降低了1385nm衰耗29線路專業(yè)委員會光纖通信原理光纖通信原理- -光纖的種類光纖的種類(3)(3) G.652A/B/C/D的區(qū)別光纖參數(shù)G.652AG.652B

14、G.652CG.652D1625nm衰減無規(guī)范小于0.4dB/km小于0.4dB/km小于0.4dB/km1383nm衰減無規(guī)范無規(guī)范見*見*1625nm宏彎衰減無規(guī)范小于0.5dB/km小于0.5dB/km小于0.5dB/kmPMD小于0.5小于0.2小于0.5小于0.2* 該處的衰減在氫損后不得高于1310nm處的衰減30線路專業(yè)委員會光纖通信光纖通信原理原理- -光纖的種類光纖的種類(6)(6) G.655光纖 在1550nm具有一個小的非零色散，解決了高速傳輸中四波混頻的現(xiàn)象，同時在1550nm具有較低的衰減系數(shù)，最適合開放DWDM系統(tǒng)。31光纖通信原理光纖通信原理- -各類單模光纖的

15、性能比較各類單模光纖的性能比較EDFA bandsCL1600170014001300120015001100Wavelength (nm) 20 10 0-10-20Dispersion (ps/nm.km)Conventional USF G.652NZDF G.655DispersionShifted Fibre G.6530.10.20.30.40.50.6Attenuation (dB/km)Attenuation(all fibre types)32線路專業(yè)委員會光纖通信原理光纖通信原理- -光纜的結(jié)構(gòu)光纜的結(jié)構(gòu) 光纜結(jié)構(gòu)：由纜芯、護套和加強元件組成 作用：使光纖具有適度的機械強度

16、，適應(yīng)外部使用環(huán)境，并確保在敷設(shè)與使用過程中有穩(wěn)定的傳輸性能。 纜芯：單芯型、多芯型（單位式及帶狀式） 強度元件：鋼絲或非金屬的纖維 護層：內(nèi)護層、外護層33線路專業(yè)委員會光纖通信原理光纖通信原理- -光纜的種類（光纜的種類（1 1）Slotted Core骨架式骨架式Central Tube中心束管式中心束管式Loose Tube層絞式層絞式 若干光纖芯線以強度元件為中心絞合在一起的結(jié)構(gòu)，可使光纜具有很好的抗拉性能和溫度特性。 將單根或多根光纖放入骨架的螺旋槽內(nèi)，骨架中心是加強元件，骨架采用高密度聚乙烯材料，抗側(cè)壓性能好。 光纖放入中心束管中， 采用2根平行鋼絲加強件，有較強的抗扭轉(zhuǎn)能力。3

17、4線路專業(yè)委員會光纖通信原理光纖通信原理- -光纜的種類（光纜的種類（2 2）松套管松套管 光纖光纖 聚乙烯外護套聚乙烯外護套 纜芯填充物纜芯填充物 護套加強件護套加強件- -鋼帶鋼帶中心加強件中心加強件 內(nèi)護套內(nèi)護套 松套松套層絞式光纜的結(jié)構(gòu)層絞式光纜的結(jié)構(gòu)35線路專業(yè)委員會光纖通信原理光纖通信原理- -光纜的種類（光纜的種類（3 3）非金屬光纜 金屬鎧裝光纜 部分光纜的側(cè)視圖36線路專業(yè)委員會光纖通信原理光纖通信原理- -光纜的種類（光纜的種類（4 4） 特殊結(jié)構(gòu)光纜F水底水底(海底海底)光纜光纜F阻燃光纜阻燃光纜F非金屬光纜非金屬光纜F全介質(zhì)自承式光纜全介質(zhì)自承式光纜 ADSSF架空地線

18、復合光纜架空地線復合光纜 OPGW37線路專業(yè)委員會光纖通信原理光纖通信原理- -特殊結(jié)構(gòu)光纜（特殊結(jié)構(gòu)光纜（1 1） 水底光纜芯管芯管阻水帶阻水帶軋紋鋼帶軋紋鋼帶加強鋼加強鋼 裝鋼裝鋼絲絲HDPEHDPE內(nèi)護層內(nèi)護層外護層外護層油膏油膏光纖光纖38線路專業(yè)委員會光纖通信原理光纖通信原理- -特殊結(jié)構(gòu)光纜（特殊結(jié)構(gòu)光纜（2 2）u 阻燃層加在光纜的外護層u 阻燃材料有鹵阻燃-聚氯乙烯 PVC無鹵阻燃-阻燃聚烯烴39線路專業(yè)委員會GY F T A 53 36 D1分類 中心加強芯 特征 護層 鎧裝 芯數(shù) 類型40線路專業(yè)委員會光纖通信原理光纖通信原理光纜的主要性能參數(shù)光纜的主要性能參數(shù) 機械性能（包含抗張力和抗側(cè)壓力） 彎曲性能 溫度特性 介電強度 滲水性能41線路專業(yè)委員會光纖通信原理光纖通信原理光纜的主要敷設(shè)方式光纜的主要敷設(shè)方式 架空桿路 墻壁吊線 管道槽道子管直埋 室內(nèi)通道42線路專業(yè)委員會光纖通信原理光纖通信原理光纖的選擇原則光纖的選擇原則 根據(jù)業(yè)務(wù)類型和特點選擇 經(jīng)濟性及適用性網(wǎng)絡(luò)范圍業(yè)務(wù)類型特點光纖選擇長途網(wǎng)長途干線傳輸中繼距離長、速率高優(yōu)選G.655、可選G.652B/D城域網(wǎng)骨干層距離短、速率高G.652B/D城域網(wǎng)匯聚層層距離短、速率中等G.